ไขความลับปลาไหลทะเลด้วยหุ่นยนต์ ว่ายน้ำไกลได้อย่างไร โดยไม่กินอาหาร

รู้หรือไม่ว่าในช่วงฤดูอพยพ ปลาไหลสามารถว่ายน้ำข้ามทะเลได้นับพันกิโลเมตรโดยที่ไม่ต้องกินอาหารเลย เคล็ดลับคืออะไร คำตอบอาจอยู่ในหุ่นยนต์ปลาไหลที่ชื่อ วันกิลลา (1-guilla) จากทีมวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธรัฐสวิสตัวนี้ 

ทีมวิจัยได้ออกแบบหุ่นยนต์เลียนแบบปลาไหลทะเล แม้จะเป็นการออกแบบที่เรียบง่าย แต่สิ่งประดิษฐ์ชิ้นนี้ทำให้เราได้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับชีววิทยาของปลาไหลทะเล โดยวันกิลลามีความยาว 85 เซนติเมตร มีมอเตอร์ 8 ส่วนเรียงต่อกัน ส่วนหัวจะมีแบตเตอรี่และหน่วยประมวลผล บริเวณหางมีครีบหางที่บิดไปมาได้ และทั้งหมดนี้จะถูกครอบทับด้วยวัสดุกันน้ำ

ในระหว่างการทดสอบ ครั้งแรกนักวิจัยได้ทำให้ลำตัวของหุ่นยนต์เคลื่อนไหวเป็นรูปตัว S ขึ้นลงเท่านั้น (Standing Wave หรือ คลื่นนิ่ง) ซึ่งผลลัพธ์ก็คือหุ่นยนต์ไม่ได้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าเลย นักวิจัยจึงได้ปรับการตั้งค่าใหม่ ครั้งนี้ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนไหวเป็นส่วน ๆ ในลักษณะของตัว S และเคลื่อนที่ลงไปตามลำตัวหุ่นยนต์ปลาไหล และการเคลื่อนไหวแบบนี้เอง ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ และยังพบว่าหากเพิ่มแอมพลิจูด (การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นจากการแกว่งตัวในระบบที่มีการแกว่ง) และความยาวคลื่นให้การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ มันก็จะสามารถเดินทางได้เร็วขึ้น

แต่อิทธิพลหลัก ๆ ที่กำหนดการเคลื่อนไหวของวันกิลลา ก็คือ ครีบหาง นักวิจัยพบว่าถ้าตั้งค่าให้ครีบหางของหุ่นยนต์เคลื่อนไหวทำมุม 45 องศา วันกิลลาก็จะเคลื่อนที่ได้เร็วที่สุด แต่เร็วที่สุดก็ต้องแลกมาด้วยการใช้พลังงานที่เยอะที่สุดเช่นกัน ซึ่งนั่นไม่ใช่คำตอบที่ทำให้ปลาไหลทะเลเดินทางได้ไกลเป็นนับพันกิโลเมตรโดยที่ไม่ได้กินอาหาร แต่คำตอบก็คือ หากวันกิลลาเคลื่อนที่ในลักษณะที่ใกล้เคียงกับคลื่นจรมากที่สุด (Travelling wave คลื่นที่เคลื่อนที่ไปตามตัวกลางนั้น ๆ) มันจะใช้พลังงานน้อยที่สุด และทำให้เป็นการเดินทางที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด ซึ่งเหตุผลก็คือมันจะช่วยลดความต้านทาน ลดแรงลาก และทำให้ตัวปลาไหลเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องและราบลื่นนั่นเอง

การออกแบบหุ่นยนต์วันกิลลาได้รับรางวัล Gallery of Fluid Motion ในงาน American Physical Society’s Division of Fluid Dynamics เมื่อเดือนพฤศจิกายนที่ผ่านมา

ที่มาข้อมูล Popsci, Community.element14, Researchgate

ที่มารูปภาพ GFM